Soal Induksi Elektromagnetik dan pembahasannya 2
Soal 1
Sebuah pegas logam memiliki ujung-ujung yang bersentuhan sehingga membentuk suatu lingkaran. Pegas diletakkan dalam suatu daerah medan magnetik seragam seperti ditunjukkan pada gambar di samping. Perhatikan pernyataan berikut.
(1) Mengubah besar medan magnetik
(2) Meningkatkan diameter lingkaran dengan mengencangkan pegas
(3) Memutar pegas dengan diameternya sebagai sebagai poros.
(4) Menggerakan pegas sejajar medan magnetik.
(5) Menggerakan pegas masuk-keluar daerah medan magnetik.
Pernyataan yang menjadi penyebab arus diinduksikan dalam pegas ditunjukkan oleh nomor . . . .
A. (1) dan (3)
B. (2) dan (5)
C. (4) dan (5)
D. (1), (2) dan (3)
E. (1), (2), (3) dan (4)
Jawab:
Percobaan Faraday menunjukkan besarnya arus induksi dipengaruhi oleh dua hal yaitu: kuat medan magnetik B dan laju perubahan luas efektif (luas yang ditembus secara tegak lurus) ∆A/∆t.
Pernyataan yang benar adalah: (1), (2), (3) dan (5)
Soal 2
Dua loop lingkaran sepusat jari-jari b dan ½b, dibuat dari kawat. Kalau loop diletakkan pada bidang kertas, seperti ditunjukkan pada gambar di samping.
Jika hambatan total loop kawat jari-jari b adalah R, hambatan loop kawat jari-jari 2b adalah . . . .
A. R/4
B. R/2
C. R
D. 2R
E. 4R
Jawab: D
Hambatan kawat diberikan oleh R = ρA/L, artinya hambatan sebanding dengan luas penampang suatu kawat. Loop kita anggap sebagai suatu penampang, maka
R2b/Rb = 2π(2b)/2πb
R2b/R = 2
R2b = 2R
Soal 3
Suatu medan magnetik seragam B yang tegak lurus bidang kertas melewati loop, seperti ditunjukkan pada gambar di samping. Medan magnetik berada dalam suatu daerah jari-jari a dengan a < b dan berubah pada laju tetap.
Jika GGL induksi dalam loop kawat jari-jari b adalah ε, GGL induksi dalam loop kawat jari-jari 2b adalah . .. .
A. nol
B. ε/2
C. ε
D. 2ε
E. 4ε
Jawab: B
Karena GGL induksi berbanding terbalik dengan hambatan maka GGL induksi dalam loop kawat jari-jari 2b adalah ε/2.
Soal 4
Perhatikan besaran-besaran berikut.
(1) Diameter cincin
(2) Besar medan magnetik
(3) Arah penampang
(4) Arah medan magnet
Gaya gerak listrik induksi yang dihasilkan pada cincin kawat yang digerakkan dalam medan magnetik bergantung pada besaran nomor . . . .
A. (1), (2), (3) dan (4)
B. (1), (2) dan (3)
C. (1) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (4)
Jawab: B
Besar GGL induksi yang dihasilkan pada cincin kawat yang digerakkan dalam medan magnet
Dua kumparan P dan Q dililitkan pada suatu inti besi lunak seperti ditunjukkan pada gambar. Sakelar K mula-mula terbuka dan kemudian ditutup.
Pernyataan yang benar mengenai rangkaian dengan kumparan Q setelah sakelar K ditutup adalah . . . .
A. arus akan mengalir sesaat dari X ke Y melalui G
B. arus akan mengalir sesaat dari Y ke X melalui G
C. arus tetap akan mengalir dari X ke Y melalui G
D. arus tetap akan mengalir dari Y ke X melalui G
E. tidak akan ada arus mengalir melalui G
Jawab: B
Arus utama IU melalui kumparan P dari nol ke suatu nilai konstan tertentu dan menghasilkan fluks utama (Φu) yang juga berubah dari nol ke suatu nilai konstan tertentu. Sesuai dengan kaidah tangan putaran tangan kanan putar keempat jari yang dirapatkan sesuai dengan arah putaran IU, maka arah ibu jari ke kanan Anda akan menunjuk ke arah fluks utara ΦU. Jadi, arah ΦU adalah ke kanan.
Nilai Φu bertambah besar sehingga kumparan Q akan timbul fluks induksi Φind yang sesuai dengan hukum Lenz akan mengurangi pertambahan ΦU. Supaya ini terjadi , arah fluks induksi harus berlawanan arah dengan fluks utama. Oleh karena arah fluks utama ke kanan maka arah fluks induksi ke kiri (lihat gambar).
Supaya arah induksi dalam kumparan Q berarah ke kiri maka sesuai dengan kaidah putaran tangan kanan, arah arus induksi Iind harus seperti pada gambar di atas yaitu dari Y ke X.
Soal 6
Perhatikan gambar berikut.
Untuk tiap percobaan (1, 2, 3), arah aliran arus melalui resistor adalah . . . .
Jawab: Dengan menggunakan hukum Faraday dan hukum Lenz pada penjelasan sebelumnya, maka arah aliran arus melalui resistor adalah sesuai dengan pilihan C.
Soal 7
Sebuah solenoida dengan 200 lilitan dan luas penampang 0,7 cm2 memiliki medan magnetik 0,80 T sepanjang porosnya. Jika medan magnetik dikurung dalam solenoida dan berubah pada laju 0,30 T/s, besar beda potensial dalam solenoida akan menjadi . . . .
A. 0,18 V
B. 0,24 V
C. 0,48 V
D. 4,8 V
E. 7,2 V
Jawab:
GGL induksi dalam kumparan diberikan oleh
ε = –NA∆B/∆t
= 200 x 0,7 x 10-4 m2 x (0,3 T/1 s) = 4,2 x 10-3 V = 4,2 mV
Soal 16
Sebuah kumparan 300 lilitan memiliki beda potensial 15,7 V yang diinduksikan di dalamnya ketika medan magnetik berubah dari 0,53 T ke 0,33 T dalam arah berlawanan dalam waktu 3,2 x 10-2 s.
Besar jari-jari kumparan ini adalah . . . .
A. 2,5 x 10-3 m
B. 3,2 x 10-3 m
C. 3,5 x 10-3 m
D. 4,5 x 10-3 m
E. 5,2 x 10-3 m
Jawab:
GGL induksi dalam kumparan diberikan oleh
ε = –NA∆B/∆t
ε = –N(πr2)∆B/∆t
15,7 V = –300 x π x r2 x (0,33 T – 0,53 T)/(3,2 x 10-2 s)
r2 = 0,267 x 10-2
r = 0,0512 m ≈ 5,2 x 10-2 m
Sebuah pegas logam memiliki ujung-ujung yang bersentuhan sehingga membentuk suatu lingkaran. Pegas diletakkan dalam suatu daerah medan magnetik seragam seperti ditunjukkan pada gambar di samping. Perhatikan pernyataan berikut.
(1) Mengubah besar medan magnetik
(2) Meningkatkan diameter lingkaran dengan mengencangkan pegas
(3) Memutar pegas dengan diameternya sebagai sebagai poros.
(4) Menggerakan pegas sejajar medan magnetik.
(5) Menggerakan pegas masuk-keluar daerah medan magnetik.
Pernyataan yang menjadi penyebab arus diinduksikan dalam pegas ditunjukkan oleh nomor . . . .
A. (1) dan (3)
B. (2) dan (5)
C. (4) dan (5)
D. (1), (2) dan (3)
E. (1), (2), (3) dan (4)
Jawab:
Percobaan Faraday menunjukkan besarnya arus induksi dipengaruhi oleh dua hal yaitu: kuat medan magnetik B dan laju perubahan luas efektif (luas yang ditembus secara tegak lurus) ∆A/∆t.
Pernyataan yang benar adalah: (1), (2), (3) dan (5)
Soal 2
Dua loop lingkaran sepusat jari-jari b dan ½b, dibuat dari kawat. Kalau loop diletakkan pada bidang kertas, seperti ditunjukkan pada gambar di samping.
Jika hambatan total loop kawat jari-jari b adalah R, hambatan loop kawat jari-jari 2b adalah . . . .
A. R/4
B. R/2
C. R
D. 2R
E. 4R
Jawab: D
Hambatan kawat diberikan oleh R = ρA/L, artinya hambatan sebanding dengan luas penampang suatu kawat. Loop kita anggap sebagai suatu penampang, maka
R2b/Rb = 2π(2b)/2πb
R2b/R = 2
R2b = 2R
Soal 3
Suatu medan magnetik seragam B yang tegak lurus bidang kertas melewati loop, seperti ditunjukkan pada gambar di samping. Medan magnetik berada dalam suatu daerah jari-jari a dengan a < b dan berubah pada laju tetap.
Jika GGL induksi dalam loop kawat jari-jari b adalah ε, GGL induksi dalam loop kawat jari-jari 2b adalah . .. .
A. nol
B. ε/2
C. ε
D. 2ε
E. 4ε
Jawab: B
Karena GGL induksi berbanding terbalik dengan hambatan maka GGL induksi dalam loop kawat jari-jari 2b adalah ε/2.
Soal 4
Perhatikan besaran-besaran berikut.
(1) Diameter cincin
(2) Besar medan magnetik
(3) Arah penampang
(4) Arah medan magnet
Gaya gerak listrik induksi yang dihasilkan pada cincin kawat yang digerakkan dalam medan magnetik bergantung pada besaran nomor . . . .
A. (1), (2), (3) dan (4)
B. (1), (2) dan (3)
C. (1) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (4)
Jawab: B
Besar GGL induksi yang dihasilkan pada cincin kawat yang digerakkan dalam medan magnet
- Kuat medan magnet
- Kecepatan gerak relatif cincin terhadap magnet
- Jumlah lilitan cincin
- Diameter cincin
- Arah gerak cincin terhadap medan magnet
Dua kumparan P dan Q dililitkan pada suatu inti besi lunak seperti ditunjukkan pada gambar. Sakelar K mula-mula terbuka dan kemudian ditutup.
Pernyataan yang benar mengenai rangkaian dengan kumparan Q setelah sakelar K ditutup adalah . . . .
A. arus akan mengalir sesaat dari X ke Y melalui G
B. arus akan mengalir sesaat dari Y ke X melalui G
C. arus tetap akan mengalir dari X ke Y melalui G
D. arus tetap akan mengalir dari Y ke X melalui G
E. tidak akan ada arus mengalir melalui G
Jawab: B
Arus utama IU melalui kumparan P dari nol ke suatu nilai konstan tertentu dan menghasilkan fluks utama (Φu) yang juga berubah dari nol ke suatu nilai konstan tertentu. Sesuai dengan kaidah tangan putaran tangan kanan putar keempat jari yang dirapatkan sesuai dengan arah putaran IU, maka arah ibu jari ke kanan Anda akan menunjuk ke arah fluks utara ΦU. Jadi, arah ΦU adalah ke kanan.
Nilai Φu bertambah besar sehingga kumparan Q akan timbul fluks induksi Φind yang sesuai dengan hukum Lenz akan mengurangi pertambahan ΦU. Supaya ini terjadi , arah fluks induksi harus berlawanan arah dengan fluks utama. Oleh karena arah fluks utama ke kanan maka arah fluks induksi ke kiri (lihat gambar).
Supaya arah induksi dalam kumparan Q berarah ke kiri maka sesuai dengan kaidah putaran tangan kanan, arah arus induksi Iind harus seperti pada gambar di atas yaitu dari Y ke X.
Soal 6
Perhatikan gambar berikut.
Untuk tiap percobaan (1, 2, 3), arah aliran arus melalui resistor adalah . . . .
| (1) | (2) | (3) | |
| A. | P ke Q | P ke Q | P ke Q |
| B. | P ke Q | Q ke P | P ke Q |
| C. | Q ke P | P ke Q | Q ke P |
| D. | Q ke P | Q ke P | P ke Q |
| E. | Q ke P | Q ke P | Q ke P |
Jawab: Dengan menggunakan hukum Faraday dan hukum Lenz pada penjelasan sebelumnya, maka arah aliran arus melalui resistor adalah sesuai dengan pilihan C.
Soal 7
Sebuah solenoida dengan 200 lilitan dan luas penampang 0,7 cm2 memiliki medan magnetik 0,80 T sepanjang porosnya. Jika medan magnetik dikurung dalam solenoida dan berubah pada laju 0,30 T/s, besar beda potensial dalam solenoida akan menjadi . . . .
A. 0,18 V
B. 0,24 V
C. 0,48 V
D. 4,8 V
E. 7,2 V
Jawab:
GGL induksi dalam kumparan diberikan oleh
ε = –NA∆B/∆t
= 200 x 0,7 x 10-4 m2 x (0,3 T/1 s) = 4,2 x 10-3 V = 4,2 mV
Soal 16
Sebuah kumparan 300 lilitan memiliki beda potensial 15,7 V yang diinduksikan di dalamnya ketika medan magnetik berubah dari 0,53 T ke 0,33 T dalam arah berlawanan dalam waktu 3,2 x 10-2 s.
Besar jari-jari kumparan ini adalah . . . .
A. 2,5 x 10-3 m
B. 3,2 x 10-3 m
C. 3,5 x 10-3 m
D. 4,5 x 10-3 m
E. 5,2 x 10-3 m
Jawab:
GGL induksi dalam kumparan diberikan oleh
ε = –NA∆B/∆t
ε = –N(πr2)∆B/∆t
15,7 V = –300 x π x r2 x (0,33 T – 0,53 T)/(3,2 x 10-2 s)
r2 = 0,267 x 10-2
r = 0,0512 m ≈ 5,2 x 10-2 m
Post a Comment for "Soal Induksi Elektromagnetik dan pembahasannya 2"
Sobat Fisika! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!